循環(huán)水系統(tǒng)故障的原因分析及其解決措施

1、循環(huán)水系統(tǒng)故障的原因分析及其解決措施本文分析臺州發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)故障的原因， 介紹循泵進(jìn)水口前池和一、 二次濾 網(wǎng)的改造方案及實(shí)施后的效果， 并對循環(huán)水系統(tǒng)改造后尚存在的問題提出了進(jìn)一 步的建議。概述臺州發(fā)電廠南臨椒江，凝汽器冷卻水從椒江江邊取水，為開式循環(huán)，循環(huán)水 取水受自然條件限制采用明渠引水。電廠自 1980 年籌建以來，已分別建成一、 二、三、四期工程a6號機(jī)運(yùn)行，系統(tǒng)布置如圖1所示。1 存在的問題 近年來由于進(jìn)水口及前池出現(xiàn)泥沙淤積，在低潮位時(shí)一期循泵進(jìn)水不足，造 成循泵夾帶空氣嚴(yán)重，振動大，出水壓力偏低(母管壓力只有0. 05MPa)。尤其是 1、 2號循泵并列運(yùn)行時(shí)水量明顯不足，

2、 泵的振動加大，出水壓力最低為 004 MPa。雖然每年對進(jìn)水口及前池進(jìn)行挖泥，但不能解決這一問題。為了保證循泵 的安全運(yùn)行 ，不得不調(diào)整循泵運(yùn)行方式，即避開 1、 2號泵同時(shí)運(yùn)行，使兩臺泵 常年有 1 臺處于備用狀態(tài)，造成循環(huán)水系統(tǒng)安全運(yùn)行方面存在薄弱環(huán)節(jié)。2 原因分析循環(huán)水系統(tǒng)影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要表現(xiàn)在凝汽器真空的下降，循環(huán)水虹 吸的破壞，影響機(jī)組的出力。尤其在夏天，由于 1、 2 號機(jī)凝汽器真空低，出水 虹吸破壞次數(shù)較多， 機(jī)組不得不經(jīng)常降出力運(yùn)行。 其原因一方面是循環(huán)水壓力偏 低(0. 040. 05 MPa)。另一個(gè)方面是一、二次濾網(wǎng)效果差。一三期的一次 濾網(wǎng)型號為ZH 3000

3、,按66典水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，為無框架正面進(jìn)水結(jié)構(gòu)，1982年 開始投入運(yùn)行。由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)備老化，存在以下問題：(1)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)網(wǎng)板與網(wǎng)板之間間隙太大，約 15 mm。 (2)濾網(wǎng)兩側(cè)無側(cè)封板。 (3)濾網(wǎng)底部間隙太大。 (4)網(wǎng)板骨架剛性偏低。造成攔截污物效果差，特別是夏天或汛期，懸浮垃圾及 雜物從濾網(wǎng)大量進(jìn)入，使凝汽器換熱效果明顯下降，嚴(yán)重影響凝汽器真空。1、2機(jī)凝汽器原設(shè)計(jì)在廠房內(nèi)凝汽器入口處裝有 2臺1400固定式二次濾網(wǎng)， 需沖洗時(shí)， 開啟蝶閥導(dǎo)流沖洗。 二次濾網(wǎng)經(jīng)過十幾年運(yùn)行已全部損壞， 在大修時(shí) 已拆除，改成直通管通水。在夏季和汛期，大量的懸浮垃圾及雜物進(jìn)入凝汽器， 影響凝汽器真空，

4、有時(shí)甚至影響到循環(huán)水出水虹吸，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。為了保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不得不在每天 3 個(gè)低谷時(shí)段為凝汽器清掃及運(yùn) 行反沖洗，緩解汽輪機(jī)因真空低帶不上負(fù)荷的矛盾，減少循環(huán)水虹吸破壞現(xiàn)象。3 改進(jìn)措施 為了增加機(jī)組安全性與經(jīng)濟(jì)性，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性及減少設(shè)備維護(hù)的勞動 強(qiáng)度，必須盡快解決循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題， 經(jīng)過詳細(xì)的分析與論證， 提出了循 泵前池及一、二次濾網(wǎng)的改造方案。3.1 對循泵前池的改造確定了 4 種改造方案： (1)一、二期與三期前池間隔墻部分拆除。 (2)一、二期 與三期前池間隔墻全部拆除。 (3)在一、二期工程前池增開新的進(jìn)水口。 (4)既拆 除一 、二期與三期前池的

5、隔墻，同時(shí)又在一、二期前池增開進(jìn)水口。為了尋求 改造的最佳效果， 使泥沙量淤積最少， 同時(shí)盡可能減少改造工程量， 對 4 種改造 方案和原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行水工模型試驗(yàn)。 先進(jìn)行清水試驗(yàn)， 觀察各種方案在不同運(yùn) 行工況下， 即泵的不同運(yùn)行方式和不同潮位下進(jìn)水口前池的水流流場， 測量前池 內(nèi)各主要部位的流速分布， 定性分析進(jìn)水流道及前池中泥沙可能的淤積情況， 以 選擇較為合理的改造方案。通過清水試驗(yàn)得出以下結(jié)論：各種改造方案完全避免淤積是不可能的，但這 些改造對改善淤積都能起到一定作用。 第 4種方案效果最佳， 但工程量最大， 施 工期間影響機(jī)組運(yùn)行， 不可取。第 1種方案對改善現(xiàn)有問題有明顯效果，

6、該區(qū)域 原流速較低 ，淤積嚴(yán)重，即部分隔墻拆除后， 該區(qū)域流速明顯增大， 由原來 0.076 m/s提高到0.29m/s,前池流速在低潮位時(shí)分布矢量圖如圖2所示。這對改善前池在 1、2號泵前的淤積以及 1、2號泵在低潮位時(shí)的搶水現(xiàn)象有明顯的作用， 并 且工程量最小。 對此方案進(jìn)行混水試驗(yàn), 可確定進(jìn)水口流道及前池中各部分淤積 情況。從試驗(yàn)結(jié)果來看 ,前池中的主要淤積區(qū)域在一、 二期與三期的隔墻附近, 在拆除后的隔墻附近可減少淤積厚度 07 m 左右。通過上述試驗(yàn)與分析,決定 采用方案 1(局部連通法 ),解決前池進(jìn)水口存在的問題。3.2 一次濾網(wǎng)改造對國內(nèi)最新旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)行了較全面的調(diào)研,通過仔

7、細(xì)的分析比較后決定采用 “圓弧嚙合式 ”旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng),整臺更換。 “圓弧嚙合式 ”旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)是：(1) 圓“弧嚙合式 ”網(wǎng)板結(jié)構(gòu),可使網(wǎng)板增加強(qiáng)度。網(wǎng)板與網(wǎng)板之間利用圓弧嚙 合式機(jī)械自密封原理，間隙始終保持在 5mm以下，使水中懸浮物及污物難以通 過濾網(wǎng),提高濾網(wǎng)清污能力。(2) 網(wǎng)板水阻小，過水量大。(3) 采用懸掛式傳動方式， 將傳統(tǒng)的保險(xiǎn)銷過負(fù)荷保護(hù)改為利用壓縮彈簧受壓 后變形，使行程開關(guān)斷電，起到超負(fù)荷保護(hù)作用，當(dāng)排除超負(fù)荷因素后，彈簧自 動復(fù)位，即可接通電源使濾網(wǎng)正常運(yùn)行，維修方便。(4) 制造精度提高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、靈活、噪聲小、無卡澀現(xiàn)象。3.3 二次濾網(wǎng)改造我廠曾使用過的二次濾網(wǎng)型式

8、較多，有固定式、網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)式、排污斗旋轉(zhuǎn)式 等 。根據(jù)實(shí)際使用情況以及對同類型機(jī)組使用情況的調(diào)研結(jié)果，認(rèn)為網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn) 式二次濾網(wǎng)較適合我廠。 但網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)式二次濾網(wǎng)原設(shè)計(jì)為齒輪傳動， 小齒輪容易 損壞，垃圾容易進(jìn)入齒輪室造成傳動卡澀， 故選用渦輪渦桿傳動網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)式二次 濾網(wǎng)。由于網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)式二次濾網(wǎng)較原固定式二次濾網(wǎng)外形大得多， 只能把二次濾 網(wǎng)移位安裝在循泵出口。在循泵出口閥門井內(nèi)，1、2、3 號循環(huán)水母管上并列布置3臺1800X次濾網(wǎng)，此方案投資較省、施工工期短。對原閥門井內(nèi)1、2、3號循環(huán)水母管部分管道、 閥門進(jìn)行更換， 保留原有膨節(jié)及逆止門， 將二次濾網(wǎng)布 置在循泵出口逆止門及電動門之間，二次

9、濾網(wǎng)前及電動蝶閥前各增設(shè)一伸縮接 頭，將循泵出口母管及閥門布置在新設(shè)切換閥門井內(nèi)，如圖 3所示。4 改造后的效果在 2001 年上半年 1 號機(jī)大修過程中，實(shí)施了上述改造方案。前池連通工程水 下施工難度較大，采用水下爆破，但不影響附近循泵的安全運(yùn)行。工程歷時(shí) 90 多天，使一、二期前池與三期前池相通。另外對 1、 2、 3號循泵一次濾網(wǎng)逐臺進(jìn) 行更換。對二次濾網(wǎng)改造土建工程在大修前實(shí)施并大部份完工， 在大修期間對管 道、濾網(wǎng)進(jìn)行改造，加裝 3 臺二次濾網(wǎng)。對循環(huán)水進(jìn)水口改造效果進(jìn)行驗(yàn)證，在最低潮位時(shí)，同時(shí)開啟1、2、9 號相鄰循泵運(yùn)行，循泵振動正常壓力達(dá) 0. 08 MPa,但一期循泵有空氣聲

10、，母管振動 偏大，說明進(jìn)水口總的水量不足， 但比改造前狀況有明顯好轉(zhuǎn)， 正常運(yùn)行母管壓 力在0. 080. 12 MPa,在各種潮位下可靈活安排各臺循泵的運(yùn)行方式。同時(shí) 凝汽器進(jìn)水壓力提高到0. 060. 09 MPa,達(dá)到了改造的預(yù)期目的。5 進(jìn)一步改進(jìn)的建議由于椒江上游水流的部分改向，影響到電廠循泵進(jìn)水口前沿水的流向變化， 使進(jìn)水口淤積日趨嚴(yán)重。 尤其是三期進(jìn)水口情況最嚴(yán)重。 在最低潮位時(shí)， 三期進(jìn) 水口的淤積嚴(yán)重影響三期循泵進(jìn)水量。另外由于一、二期循泵是軸流泵 （型號 50ZLQ 50），三期是混流泵（型號1400HLQ 16）,混流泵揚(yáng)程高，流量大，存 在著搶水現(xiàn)象，造成 1 號循泵運(yùn)行時(shí)由于進(jìn)口水位低引起的循環(huán)水夾帶 空氣、 進(jìn)出口管道振動等問題。本廠已準(zhǔn)備對進(jìn)水口進(jìn)行徹底清泥，解決進(jìn)水量不足的問題。建議今后要加 強(qiáng)對進(jìn)水口及前池的定期清淤工作， 同時(shí)對進(jìn)水口前沿水流流態(tài)及淤積情況要定 期測量，為今后更好地解決淤積問題提供科學(xué)依據(jù)。 在循泵運(yùn)行方式上， 應(yīng)定期 更換循泵的運(yùn)行組合，避免使備泵處于長期備用狀態(tài)而引起該泵進(jìn)水口淤積。一、二期循泵從總體情況來看，循泵出力偏低，運(yùn)行可靠性較差，循環(huán)泵循 環(huán)水流量普遍不能達(dá)到額定值， 凝汽器端差偏大， 在夏季影響最大。 建議將軸流 泵改成雙速混流泵， 在夏季采